JP2000249620A - 衝撃試験装置 - Google Patents
衝撃試験装置Info
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- JP2000249620A JP2000249620A JP11050478A JP5047899A JP2000249620A JP 2000249620 A JP2000249620 A JP 2000249620A JP 11050478 A JP11050478 A JP 11050478A JP 5047899 A JP5047899 A JP 5047899A JP 2000249620 A JP2000249620 A JP 2000249620A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型、小規模且つ簡素なシステム構成で、高
圧ガスを用いない取扱い容易な衝撃試験装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明に係る衝撃試験装置は、被試験体
６が載置され、所定高さ位置に上昇可能に保持された載
置台３と、この載置台３の下方に設けられ、衝突体７を
上昇方向に発射して加速し載置台３に衝突させる発射手
段８であって、衝突体７を所定高さ位置に固定する破断
ボルト９と、シリンダ１０により圧縮されて衝突体７に
上昇方向に向かう力を付与するバネ１１と、バネ圧縮時
にシリンダ１０により上昇されて衝突体７に当接し、バ
ネ１１の圧縮量を規定すると共に破断ボルト９に破断の
ためのシリンダ力を付与する当接部材１２とからなる発
射手段８とを備えたものである。
圧ガスを用いない取扱い容易な衝撃試験装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明に係る衝撃試験装置は、被試験体
６が載置され、所定高さ位置に上昇可能に保持された載
置台３と、この載置台３の下方に設けられ、衝突体７を
上昇方向に発射して加速し載置台３に衝突させる発射手
段８であって、衝突体７を所定高さ位置に固定する破断
ボルト９と、シリンダ１０により圧縮されて衝突体７に
上昇方向に向かう力を付与するバネ１１と、バネ圧縮時
にシリンダ１０により上昇されて衝突体７に当接し、バ
ネ１１の圧縮量を規定すると共に破断ボルト９に破断の
ためのシリンダ力を付与する当接部材１２とからなる発
射手段８とを備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被試験体に衝撃を
与える衝撃試験装置に関する。
与える衝撃試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の衝撃試験装置としては、所
定の質量を有した衝突体の衝突により被試験体に衝撃パ
ルスを与える方式のものが広く見受けられる。衝突体の
加速方法としては自由落下方式、振子方式、高圧ガス射
出方式等様々である。これらの方式では得られる衝撃パ
ルスの大きさが主に衝突体の衝突速度によって決まる。
定の質量を有した衝突体の衝突により被試験体に衝撃パ
ルスを与える方式のものが広く見受けられる。衝突体の
加速方法としては自由落下方式、振子方式、高圧ガス射
出方式等様々である。これらの方式では得られる衝撃パ
ルスの大きさが主に衝突体の衝突速度によって決まる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの方
式で大きな衝撃パルスを得ようとすれば衝突体の衝突速
度を大きくする必要がある。このため、例えば落下方式
では落下高さを大きくしたり、振子方式では振子の落下
高さを増大したり、高圧ガス射出方式ではガス圧を高く
する方法がある。
式で大きな衝撃パルスを得ようとすれば衝突体の衝突速
度を大きくする必要がある。このため、例えば落下方式
では落下高さを大きくしたり、振子方式では振子の落下
高さを増大したり、高圧ガス射出方式ではガス圧を高く
する方法がある。
【０００４】しかし、いずれの方法も装置の大型化を招
き、大規模かつ複雑なシステム構成を招来するなど、弊
害が多い。また一般には高圧ガスの取扱いは不便で、こ
れを用いない機械的な装置の方が実用面では好ましい。
き、大規模かつ複雑なシステム構成を招来するなど、弊
害が多い。また一般には高圧ガスの取扱いは不便で、こ
れを用いない機械的な装置の方が実用面では好ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る衝撃試験装
置は、被試験体が載置され、所定高さ位置に上昇可能に
保持された載置台と、この載置台の下方に設けられ、衝
突体を上昇方向に発射して加速し、上記載置台に衝突さ
せる発射手段であって、上記衝突体を所定高さ位置に固
定する破断ボルトと、シリンダにより圧縮されて上記衝
突体に上昇方向に向かう力を付与するバネと、バネ圧縮
時に上記シリンダにより上昇されて上記衝突体に当接
し、上記バネの圧縮量を規定すると共に上記破断ボルト
に破断のためのシリンダ力を付与する当接部材とからな
る発射手段とを備えたものである。
置は、被試験体が載置され、所定高さ位置に上昇可能に
保持された載置台と、この載置台の下方に設けられ、衝
突体を上昇方向に発射して加速し、上記載置台に衝突さ
せる発射手段であって、上記衝突体を所定高さ位置に固
定する破断ボルトと、シリンダにより圧縮されて上記衝
突体に上昇方向に向かう力を付与するバネと、バネ圧縮
時に上記シリンダにより上昇されて上記衝突体に当接
し、上記バネの圧縮量を規定すると共に上記破断ボルト
に破断のためのシリンダ力を付与する当接部材とからな
る発射手段とを備えたものである。
【０００６】これにおいては、破断ボルトの破断により
バネに蓄積されていた弾性エネルギが一気に解放され、
衝突体の加速を生じさせる。発射手段は機械的かつ簡便
な装置であり、これが単に載置台の下方にあるだけなの
で装置全体の小型化が達成される。高圧ガスを用いない
点で実用面でも非常に有効である。
バネに蓄積されていた弾性エネルギが一気に解放され、
衝突体の加速を生じさせる。発射手段は機械的かつ簡便
な装置であり、これが単に載置台の下方にあるだけなの
で装置全体の小型化が達成される。高圧ガスを用いない
点で実用面でも非常に有効である。
【０００７】ここで、上記衝突体又は上記載置台の少な
くとも一方の当たり面に、衝突時のパルス幅を調整する
ための調整部材が設けられるのが好ましい。
くとも一方の当たり面に、衝突時のパルス幅を調整する
ための調整部材が設けられるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて詳述する。
図面に基いて詳述する。
【０００９】図１に本実施形態にかかる衝撃試験装置を
示す。図示するように、床上に基台１が設置され、基台
１から複数本の支持柱２が起立されている。図２に示す
ように支持柱２はここでは４本設けられ、支持柱２に載
置台３が昇降可能に支持される。載置台３は四角形状の
テーブル部４とその四隅に配された管部５とから一体的
になり、管部５が支持柱２の外側に摺動自在に嵌合し、
載置台３の支持柱２に沿った昇降を可能としている。た
だし支持柱２には図示しない落下防止ストッパが設けら
れ、これにより載置台３は図示する高さ位置に一定に保
持され、落下しない。つまりこの静止位置からは上昇の
みが可能である。テーブル部４の上に被試験体６が載置
される。テーブル部４は所定の厚みを有した平板状で、
その上面、下面ともに平面である。支持柱２の頂部には
載置台３の上昇を停止させる上昇ストッパ２４が設けら
れる。
示す。図示するように、床上に基台１が設置され、基台
１から複数本の支持柱２が起立されている。図２に示す
ように支持柱２はここでは４本設けられ、支持柱２に載
置台３が昇降可能に支持される。載置台３は四角形状の
テーブル部４とその四隅に配された管部５とから一体的
になり、管部５が支持柱２の外側に摺動自在に嵌合し、
載置台３の支持柱２に沿った昇降を可能としている。た
だし支持柱２には図示しない落下防止ストッパが設けら
れ、これにより載置台３は図示する高さ位置に一定に保
持され、落下しない。つまりこの静止位置からは上昇の
みが可能である。テーブル部４の上に被試験体６が載置
される。テーブル部４は所定の厚みを有した平板状で、
その上面、下面ともに平面である。支持柱２の頂部には
載置台３の上昇を停止させる上昇ストッパ２４が設けら
れる。
【００１０】載置台３の下方かつ基台１上に、衝突体７
を上昇方向に発射して加速し、載置台３のテーブル部４
下面に衝突させる発射手段８が設けられる。発射手段８
は、衝突体７を所定高さ位置に固定する破断ボルト９
と、シリンダ１０（ここでは油圧シリンダ）により圧縮
されて衝突体７に上昇方向に向かう力を付与するバネ１
１と、バネ圧縮時にシリンダ１０により上昇されて衝突
体７に当接し、バネ１１の圧縮量を規定すると共に破断
ボルト９に破断のためのシリンダ力を付与する当接部材
１２とから主に構成される。
を上昇方向に発射して加速し、載置台３のテーブル部４
下面に衝突させる発射手段８が設けられる。発射手段８
は、衝突体７を所定高さ位置に固定する破断ボルト９
と、シリンダ１０（ここでは油圧シリンダ）により圧縮
されて衝突体７に上昇方向に向かう力を付与するバネ１
１と、バネ圧縮時にシリンダ１０により上昇されて衝突
体７に当接し、バネ１１の圧縮量を規定すると共に破断
ボルト９に破断のためのシリンダ力を付与する当接部材
１２とから主に構成される。
【００１１】この詳細を説明すると、まず、基台１の中
心部で基台１から固定柱１３が突出され、これに破断ボ
ルト９を介して衝突体７が取り付けられる。衝突体７は
被試験体６に衝撃パルスを発生させるための質量体であ
る。衝突体７も載置台３同様四隅に管部１４を有し、こ
れら管部５が支持柱２の外側に摺動自在に嵌合されるこ
とで支持柱２に沿って昇降可能となっている。ただし破
断ボルト９の存在によって図示位置からの上昇は規制さ
れている。衝突体７の中心部が断面凹状に窪まされ、そ
の凹部１５の底部にボルト挿通穴１６が貫通形成される
と共に、ボルト挿通穴１６に破断ボルト９が上方から挿
通され、凹部１５に破断ボルト９の頭部２５が収容され
る。破断ボルト９の先端の雄ネジ部１７が、固定柱１３
の上端面から中心に沿って形成された雌ネジ穴２６に螺
合される。
心部で基台１から固定柱１３が突出され、これに破断ボ
ルト９を介して衝突体７が取り付けられる。衝突体７は
被試験体６に衝撃パルスを発生させるための質量体であ
る。衝突体７も載置台３同様四隅に管部１４を有し、こ
れら管部５が支持柱２の外側に摺動自在に嵌合されるこ
とで支持柱２に沿って昇降可能となっている。ただし破
断ボルト９の存在によって図示位置からの上昇は規制さ
れている。衝突体７の中心部が断面凹状に窪まされ、そ
の凹部１５の底部にボルト挿通穴１６が貫通形成される
と共に、ボルト挿通穴１６に破断ボルト９が上方から挿
通され、凹部１５に破断ボルト９の頭部２５が収容され
る。破断ボルト９の先端の雄ネジ部１７が、固定柱１３
の上端面から中心に沿って形成された雌ネジ穴２６に螺
合される。
【００１２】固定柱１３の外側に前記当接部材１２が昇
降可能に配設される。当接部材１２は、固定柱１３の外
側に嵌合される筒部材１８とスペーサリング２０とから
構成される。スペーサリング２０は筒部材１８の上端に
載置され、衝突体７の凹部１５の底面外周縁部に当接可
能となっている。筒部材１８の下端にフランジ部１９が
一体に形成され、フランジ部１９の下方に周方向等間隔
で複数のシリンダ１０が設けられる。シリンダ１０は固
定ブラケット２２により基台１上に固定され、伸長方向
に駆動されたときフランジ部１９を上方に押圧する。
降可能に配設される。当接部材１２は、固定柱１３の外
側に嵌合される筒部材１８とスペーサリング２０とから
構成される。スペーサリング２０は筒部材１８の上端に
載置され、衝突体７の凹部１５の底面外周縁部に当接可
能となっている。筒部材１８の下端にフランジ部１９が
一体に形成され、フランジ部１９の下方に周方向等間隔
で複数のシリンダ１０が設けられる。シリンダ１０は固
定ブラケット２２により基台１上に固定され、伸長方向
に駆動されたときフランジ部１９を上方に押圧する。
【００１３】フランジ部１９上に周方向等間隔で複数の
バネ１１が設けられる。バネ１１は衝突体７とフランジ
部１９との間に挟まれて高さ方向に延出され、上端が衝
突体７の凹部（図示せず）内に、下端がフランジ部１９
の凹部（図示せず）内にそれぞれ収容され位置決めされ
る。バネ１１は多数の皿バネ１１ａを積み重ねて構成さ
れる。各皿バネ１１ａがリング状とされ、その中心穴に
図示しない支持棒が挿通されることで段積み状態が維持
される。
バネ１１が設けられる。バネ１１は衝突体７とフランジ
部１９との間に挟まれて高さ方向に延出され、上端が衝
突体７の凹部（図示せず）内に、下端がフランジ部１９
の凹部（図示せず）内にそれぞれ収容され位置決めされ
る。バネ１１は多数の皿バネ１１ａを積み重ねて構成さ
れる。各皿バネ１１ａがリング状とされ、その中心穴に
図示しない支持棒が挿通されることで段積み状態が維持
される。
【００１４】衝突体７の上面に、衝突時のパルス幅を調
整するための調整部材２３が固着されている。調整部材
２３はゴム、軟金属等で形成されるパッドである。調整
部材２３は衝突体７又は載置台３の少なくとも一方の当
たり面に設けるのがよい。従って衝突体７の上面のほ
か、載置台３のテーブル部４の下面に設けることもでき
る。
整するための調整部材２３が固着されている。調整部材
２３はゴム、軟金属等で形成されるパッドである。調整
部材２３は衝突体７又は載置台３の少なくとも一方の当
たり面に設けるのがよい。従って衝突体７の上面のほ
か、載置台３のテーブル部４の下面に設けることもでき
る。
【００１５】衝撃試験前の本装置の組み付けに際し、ま
ず、シリンダ１０を収縮させた状態で破断ボルト９を最
後まで締め込む。こうすると雄ネジ部１７全体が固定柱
１３の雌ネジ穴２６に螺合されるようになる。この段階
でバネ１１はまだ若干圧縮されているに止どまり、スペ
ーサリング２０と衝突体７との間にも隙間ができてい
る。一方衝突体７は破断ボルト９の頭部２５が引っ掛か
っているので上昇が規制され、図示位置に固定される。
ず、シリンダ１０を収縮させた状態で破断ボルト９を最
後まで締め込む。こうすると雄ネジ部１７全体が固定柱
１３の雌ネジ穴２６に螺合されるようになる。この段階
でバネ１１はまだ若干圧縮されているに止どまり、スペ
ーサリング２０と衝突体７との間にも隙間ができてい
る。一方衝突体７は破断ボルト９の頭部２５が引っ掛か
っているので上昇が規制され、図示位置に固定される。
【００１６】次に、シリンダ１０を伸長させると、筒部
材１８とスペーサリング２０つまり当接部材１２全体が
上昇され、バネ１１が圧縮される。そしてやがてスペー
サリング２０が衝突体７に当接するとシリンダ１０は伸
長できなくなる。この時点でバネ１１の圧縮が終了し、
その圧縮量が以降一定に保たれる。
材１８とスペーサリング２０つまり当接部材１２全体が
上昇され、バネ１１が圧縮される。そしてやがてスペー
サリング２０が衝突体７に当接するとシリンダ１０は伸
長できなくなる。この時点でバネ１１の圧縮が終了し、
その圧縮量が以降一定に保たれる。
【００１７】こうしてシリンダ１０が伸長不可となって
もなお引き続きシリンダ１０の伸長方向の駆動を続行す
る。すると破断ボルト９に徐々に高い引張力が作用し、
やがて引張力が所定値に達した時点で破断ボルト９が瞬
時に破断する。こうなるとバネ１１に蓄積されていた弾
性エネルギ（弾性力の位置エネルギ）が一気に解放さ
れ、衝突体７が上方に発射され、バネ１１により加速さ
れつつ上昇し、調整部材２３を介して載置台３に衝突す
る。これによって被試験体６には衝撃パルスが与えられ
るようになる。
もなお引き続きシリンダ１０の伸長方向の駆動を続行す
る。すると破断ボルト９に徐々に高い引張力が作用し、
やがて引張力が所定値に達した時点で破断ボルト９が瞬
時に破断する。こうなるとバネ１１に蓄積されていた弾
性エネルギ（弾性力の位置エネルギ）が一気に解放さ
れ、衝突体７が上方に発射され、バネ１１により加速さ
れつつ上昇し、調整部材２３を介して載置台３に衝突す
る。これによって被試験体６には衝撃パルスが与えられ
るようになる。
【００１８】このように本装置では、発射手段８が機械
的かつ簡便な装置であり、これが単に載置台３の下方に
あるだけなので装置全体が小型化され、小規模且つ簡素
なシステム構成となる。また高圧ガスを用いないので実
用面でも非常に有効である。バネ１１に蓄積した高い弾
性エネルギを利用して衝突体７を強制的に加速するの
で、載置台３の下方の狭い高さスペース内でも衝突体７
を十分に高速まで加速できる。
的かつ簡便な装置であり、これが単に載置台３の下方に
あるだけなので装置全体が小型化され、小規模且つ簡素
なシステム構成となる。また高圧ガスを用いないので実
用面でも非常に有効である。バネ１１に蓄積した高い弾
性エネルギを利用して衝突体７を強制的に加速するの
で、載置台３の下方の狭い高さスペース内でも衝突体７
を十分に高速まで加速できる。
【００１９】特にこのような衝突方式の場合、衝突体７
の衝突寸前の速度が高速であれば大きなパルスピークが
得られ、衝突体７の加速の過程で長時間を要しても問題
はない。そこで本装置では、皿バネ１１ａを比較的多段
に積み重ねてバネ１１全体のバネ定数を低く設定すると
共に、長ストローク圧縮可能とし、加速時に比較的時間
をかけて衝突体７を加速し、衝突体７の最大速度は確保
することとした。こうするとシリンダ１０の推力を小さ
くできると共に、破断ボルト９も細径にすることがで
き、装置の小型化、簡単化に多大に貢献できる。
の衝突寸前の速度が高速であれば大きなパルスピークが
得られ、衝突体７の加速の過程で長時間を要しても問題
はない。そこで本装置では、皿バネ１１ａを比較的多段
に積み重ねてバネ１１全体のバネ定数を低く設定すると
共に、長ストローク圧縮可能とし、加速時に比較的時間
をかけて衝突体７を加速し、衝突体７の最大速度は確保
することとした。こうするとシリンダ１０の推力を小さ
くできると共に、破断ボルト９も細径にすることがで
き、装置の小型化、簡単化に多大に貢献できる。
【００２０】これの意味するところを以下の従来装置と
の比較において説明する。図４に示すように、この従来
装置は、載置台ｋを直接かつ瞬時に加速し、その上に載
せられた被試験体ａに直接的に衝撃パルスを付与するも
のとなっている。この従来装置の加速原理は本装置の発
射手段８とほぼ同様である。
の比較において説明する。図４に示すように、この従来
装置は、載置台ｋを直接かつ瞬時に加速し、その上に載
せられた被試験体ａに直接的に衝撃パルスを付与するも
のとなっている。この従来装置の加速原理は本装置の発
射手段８とほぼ同様である。
【００２１】図示するように、固定フレームｃに筒部ｄ
が設けられ、筒部ｄにロッド体ｅが昇降自在に嵌合され
る。ロッド体ｅはシリンダｆによって昇降移動される。
ロッド体ｅの頂部に破断ボルトｇのネジ部ｈが螺合さ
れ、破断ボルトｇの頭部ｉが可動フレームｊの上面に引
っ掛かっている。載置台ｋは可動フレームｊ上に一体的
に設けられる。可動フレームｊと固定フレームｃの床面
との間に、支持棒ｌに挿通された複数の皿バネｍが介設
される。筒部ｄの上端にストッパｎが設けられる。皿バ
ネｍの積み重ね段数は本装置より少なく、皿バネｍ全体
としてバネ定数は本装置より高く、圧縮ストロークも小
さい。
が設けられ、筒部ｄにロッド体ｅが昇降自在に嵌合され
る。ロッド体ｅはシリンダｆによって昇降移動される。
ロッド体ｅの頂部に破断ボルトｇのネジ部ｈが螺合さ
れ、破断ボルトｇの頭部ｉが可動フレームｊの上面に引
っ掛かっている。載置台ｋは可動フレームｊ上に一体的
に設けられる。可動フレームｊと固定フレームｃの床面
との間に、支持棒ｌに挿通された複数の皿バネｍが介設
される。筒部ｄの上端にストッパｎが設けられる。皿バ
ネｍの積み重ね段数は本装置より少なく、皿バネｍ全体
としてバネ定数は本装置より高く、圧縮ストロークも小
さい。
【００２２】シリンダｆが伸長されるとロッド体ｅ、破
断ボルトｇ、可動フレームｊ、載置台ｋ及び被試験体ｂ
が一体的に下降し、同時に皿バネｍが圧縮される。可動
フレームｊがストッパｎに当接すると下降が終了し、皿
バネｍが一定の圧縮量に保持される。これでもなおシリ
ンダｆの伸長方向の駆動を続行することにより、破断ボ
ルトｇに引張力が加えられ、やがて破断ボルトｇが破断
する。すると皿バネｍに蓄積されていた弾性エネルギが
一気に解放され、載置台ｋが上昇方向に急加速する。こ
れによって被試験体ａには瞬間的な高衝撃が与えられ
る。
断ボルトｇ、可動フレームｊ、載置台ｋ及び被試験体ｂ
が一体的に下降し、同時に皿バネｍが圧縮される。可動
フレームｊがストッパｎに当接すると下降が終了し、皿
バネｍが一定の圧縮量に保持される。これでもなおシリ
ンダｆの伸長方向の駆動を続行することにより、破断ボ
ルトｇに引張力が加えられ、やがて破断ボルトｇが破断
する。すると皿バネｍに蓄積されていた弾性エネルギが
一気に解放され、載置台ｋが上昇方向に急加速する。こ
れによって被試験体ａには瞬間的な高衝撃が与えられ
る。
【００２３】この従来装置では被試験体の加速を皿バネ
で直接行う。即ち、大きなシリンダ力で高いバネ定数の
皿バネ全体を短ストローク圧縮し、これを一気に解放し
て急加速を行う。本従来装置は質量体を衝突させて衝撃
パルスを得るものではなく、被試験体を直接加速して衝
撃パルスを得る直接加速方式を採用する。この場合、パ
ルスピークとパルス幅はバネ荷重とバネ定数で決まるた
め、高いパルスピークと短いパルス幅を得るには耐荷重
が高く、高いバネ定数のバネで瞬時に加速する必要があ
り、このために前記の如き皿バネを用いている。一般的
にコイルバネのようなバネではバネ定数が低く、耐荷重
も大きくできないので採用できない。
で直接行う。即ち、大きなシリンダ力で高いバネ定数の
皿バネ全体を短ストローク圧縮し、これを一気に解放し
て急加速を行う。本従来装置は質量体を衝突させて衝撃
パルスを得るものではなく、被試験体を直接加速して衝
撃パルスを得る直接加速方式を採用する。この場合、パ
ルスピークとパルス幅はバネ荷重とバネ定数で決まるた
め、高いパルスピークと短いパルス幅を得るには耐荷重
が高く、高いバネ定数のバネで瞬時に加速する必要があ
り、このために前記の如き皿バネを用いている。一般的
にコイルバネのようなバネではバネ定数が低く、耐荷重
も大きくできないので採用できない。
【００２４】いま、本装置のバネのバネ定数及び圧縮ス
トロークをｋ1 ，ｘ1 とし、従来装置の皿バネのバネ定
数及び圧縮ストロークをｋ2 ，ｘ2 とする。これらバネ
による弾性エネルギが等しいとすると、1/2 ｋ1 ｘ1 2
＝1/2 ｋ2 ｘ2 2 …が成立する。本装置の衝突体７
ないし従来装置の被試験体ａを加速するのに必要な弾性
エネルギは等しいと考えることができるので、この式は
本装置と従来装置との比較においてそのまま成り立つ。
トロークをｋ1 ，ｘ1 とし、従来装置の皿バネのバネ定
数及び圧縮ストロークをｋ2 ，ｘ2 とする。これらバネ
による弾性エネルギが等しいとすると、1/2 ｋ1 ｘ1 2
＝1/2 ｋ2 ｘ2 2 …が成立する。本装置の衝突体７
ないし従来装置の被試験体ａを加速するのに必要な弾性
エネルギは等しいと考えることができるので、この式は
本装置と従来装置との比較においてそのまま成り立つ。
【００２５】一方、本装置のバネを圧縮するときの力は
Ｆ1 ＝ｋ1 ｘ1 、従来装置の皿バネを圧縮するときの力
はＦ2 ＝ｋ2 ｘ2 である。これを上式に代入するとＦ1
ｘ1＝Ｆ2 ｘ2 となり、これを変形してＦ1 ／Ｆ2 ＝ｘ
2 ／ｘ1 となる。ｋ1 ＜ｋ2、ｘ1 ＞ｘ2 が前提なので
Ｆ2 ＞Ｆ1 となる。つまり本装置におけるバネの方が同
じ弾性エネルギを生成するのに力は少なくて済む。これ
により本装置はシリンダの推力が小さくて済むのであ
る。
Ｆ1 ＝ｋ1 ｘ1 、従来装置の皿バネを圧縮するときの力
はＦ2 ＝ｋ2 ｘ2 である。これを上式に代入するとＦ1
ｘ1＝Ｆ2 ｘ2 となり、これを変形してＦ1 ／Ｆ2 ＝ｘ
2 ／ｘ1 となる。ｋ1 ＜ｋ2、ｘ1 ＞ｘ2 が前提なので
Ｆ2 ＞Ｆ1 となる。つまり本装置におけるバネの方が同
じ弾性エネルギを生成するのに力は少なくて済む。これ
により本装置はシリンダの推力が小さくて済むのであ
る。
【００２６】式で分かるように、弾性エネルギは圧縮
ストロークの２乗で利いてくる。従って同等の弾性エネ
ルギを得るには、バネ定数を大きくするよりも圧縮スト
ロークを大きくとった方が圧縮に要する力が少なくて済
み、有利となる。よって本装置は従来装置より有利であ
る。従来装置で耐荷重が高くバネ定数の高い皿バネを用
いるのは、被試験体に衝撃が与えられたときと同等の加
速を生じさせるためである。このため加速が極めて短時
間で瞬間的に行われる必要がある。これに対し本装置の
場合、加速させるのは質量体であり被試験体ではない。
よって加速の過程で時間がかかっても問題とならない。
要は質量体を衝突寸前で十分に高速にまで加速できれば
よいのである。
ストロークの２乗で利いてくる。従って同等の弾性エネ
ルギを得るには、バネ定数を大きくするよりも圧縮スト
ロークを大きくとった方が圧縮に要する力が少なくて済
み、有利となる。よって本装置は従来装置より有利であ
る。従来装置で耐荷重が高くバネ定数の高い皿バネを用
いるのは、被試験体に衝撃が与えられたときと同等の加
速を生じさせるためである。このため加速が極めて短時
間で瞬間的に行われる必要がある。これに対し本装置の
場合、加速させるのは質量体であり被試験体ではない。
よって加速の過程で時間がかかっても問題とならない。
要は質量体を衝突寸前で十分に高速にまで加速できれば
よいのである。
【００２７】ここで、本装置では圧縮ストロークが大き
いため、圧縮ストロークに誤差があってもその誤差分が
全体量に対して占める割合は少ない。しかも弾性エネル
ギが圧縮ストロークの２乗で利くため、エネルギ全体で
みればさらに誤差割合は小さくなる。このように本装置
では測定誤差が少なく、再現性の良い試験が可能であ
る。
いため、圧縮ストロークに誤差があってもその誤差分が
全体量に対して占める割合は少ない。しかも弾性エネル
ギが圧縮ストロークの２乗で利くため、エネルギ全体で
みればさらに誤差割合は小さくなる。このように本装置
では測定誤差が少なく、再現性の良い試験が可能であ
る。
【００２８】一方、図３に示すように、シリンダ力Ｆの
上昇につれ、Ｆ＝Ｆａとなったときバネが最大圧縮（ス
トッパが当接）し、Ｆ＝Ｆｂとなったとき破断ボルトが
破断したとする。ＦｂはＦａより大きければよい。ただ
しできるだけＦａに近くとった方がシリンダ力が少なく
て済み、有利である。
上昇につれ、Ｆ＝Ｆａとなったときバネが最大圧縮（ス
トッパが当接）し、Ｆ＝Ｆｂとなったとき破断ボルトが
破断したとする。ＦｂはＦａより大きければよい。ただ
しできるだけＦａに近くとった方がシリンダ力が少なく
て済み、有利である。
【００２９】上述の理由（Ｆ2 ＞Ｆ1 ）から、本装置は
従来装置よりＦａの値を小さくできる。よってＦｂの値
も小さくでき、破断ボルトが細径化できるのである。
従来装置よりＦａの値を小さくできる。よってＦｂの値
も小さくでき、破断ボルトが細径化できるのである。
【００３０】ところで、高いパルスピークを得ようとし
た場合、本装置ではバネの圧縮ストロークを大きくして
いけばよいが、従来装置では皿バネによる圧縮ストロー
クをそれほど大きくできないので、バネ定数を上げてい
かなければならない。この点、シリンダ力と弾性エネル
ギとの関係で本装置は一層有利となる。
た場合、本装置ではバネの圧縮ストロークを大きくして
いけばよいが、従来装置では皿バネによる圧縮ストロー
クをそれほど大きくできないので、バネ定数を上げてい
かなければならない。この点、シリンダ力と弾性エネル
ギとの関係で本装置は一層有利となる。
【００３１】ここで、本装置では衝突時のパルス幅を調
整するため調整部材２３が設けられる。衝突体７と載置
台３とは一般に硬質金属で作られるが、調整部材２３が
ないと硬質金属同士の衝突となり、短いパルス幅しか得
られなくなると共に、金属内部で振動が発生し綺麗なパ
ルス形状が得られない。そこでこのような調整部材２３
を設けることで、パルス幅が広くしかも綺麗な衝撃パル
スが得られる訳である。そしてそのパルス幅の変更も調
整部材２３を適宜交換することにより任意に変えられ
る。
整するため調整部材２３が設けられる。衝突体７と載置
台３とは一般に硬質金属で作られるが、調整部材２３が
ないと硬質金属同士の衝突となり、短いパルス幅しか得
られなくなると共に、金属内部で振動が発生し綺麗なパ
ルス形状が得られない。そこでこのような調整部材２３
を設けることで、パルス幅が広くしかも綺麗な衝撃パル
スが得られる訳である。そしてそのパルス幅の変更も調
整部材２３を適宜交換することにより任意に変えられ
る。
【００３２】従来装置ではパルス幅の変更を皿バネの組
み替えによって行わなければならない。本装置ではバネ
を組み替えることなく調整部材２３を交換するだけでよ
いので、パルス幅の変更が大変容易に行える。
み替えによって行わなければならない。本装置ではバネ
を組み替えることなく調整部材２３を交換するだけでよ
いので、パルス幅の変更が大変容易に行える。
【００３３】同様に、本装置では、パルスピークの変更
も、高さ寸法の異なるスペーサリング２０に交換しバネ
１１の圧縮量を変えればよいので、容易に行える。
も、高さ寸法の異なるスペーサリング２０に交換しバネ
１１の圧縮量を変えればよいので、容易に行える。
【００３４】以上、本発明の実施の形態は上述のものに
限られない。例えばバネは皿バネ以外にコイルバネ等を
用いることもできる。本発明に係る衝撃試験装置はあら
ゆる被試験体に適用可能で、大重量の被試験体にも好適
である。
限られない。例えばバネは皿バネ以外にコイルバネ等を
用いることもできる。本発明に係る衝撃試験装置はあら
ゆる被試験体に適用可能で、大重量の被試験体にも好適
である。
【００３５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば以下の如き
優れた効果が発揮される。
優れた効果が発揮される。
【００３６】（１）装置全体が小型化され、小規模且つ
簡素なシステム構成となる。
簡素なシステム構成となる。
【００３７】（２）高圧ガスを用いないので取扱いが容
易である。
易である。
【図１】本発明の実施の形態を示す部分縦断正面図であ
る。
る。
【図２】載置台を示す斜視図である。
【図３】バネの最大圧縮時及び破断ボルトの破断時にお
けるシリンダ力を示すグラフである。
けるシリンダ力を示すグラフである。
【図４】従来の衝撃試験装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】 ３ 載置台 ６ 被試験体 ７ 衝突体 ８ 発射手段 ９ 破断ボルト １０ シリンダ １１ バネ １２ 当接部材 ２３ 調整部材
Claims (2)
- 【請求項１】 被試験体が載置され、所定高さ位置に上
昇可能に保持された載置台と、該載置台の下方に設けら
れ、衝突体を上昇方向に発射して加速し、上記載置台に
衝突させる発射手段であって、上記衝突体を所定高さ位
置に固定する破断ボルトと、シリンダにより圧縮されて
上記衝突体に上昇方向に向かう力を付与するバネと、バ
ネ圧縮時に上記シリンダにより上昇されて上記衝突体に
当接し、上記バネの圧縮量を規定すると共に上記破断ボ
ルトに破断のためのシリンダ力を付与する当接部材とか
らなる発射手段とを備えたことを特徴とする衝撃試験装
置。 - 【請求項２】 上記衝突体又は上記載置台の少なくとも
一方の当たり面に、衝突時のパルス幅を調整するための
調整部材が設けられた請求項１記載の衝撃試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05047899A JP4029514B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 衝撃試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05047899A JP4029514B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 衝撃試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249620A true JP2000249620A (ja) | 2000-09-14 |
| JP4029514B2 JP4029514B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=12860023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05047899A Expired - Fee Related JP4029514B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 衝撃試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4029514B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007534852A (ja) * | 2004-09-03 | 2007-11-29 | タイタン ペインツ アンド ケミカルズ リミテッド | 回転ボビンホルダ |
| WO2008092510A1 (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Test equipment system and method for testing a component |
| JP2009216356A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Impact Engineering Laboratory | 高速発射装置 |
| JP2013181924A (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Ihi Corp | 打込み装置 |
| JP2014077763A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 衝撃試験装置及び衝撃試験方法 |
| CN106990001A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-28 | 华中科技大学 | 一种冲击能量控制及检测装置 |
| CN112834154A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-25 | 潍坊歌尔微电子有限公司 | 产品耐冲击力测试装置 |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP05047899A patent/JP4029514B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2008092510A1 (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Test equipment system and method for testing a component |
| US7591168B2 (en) | 2007-02-02 | 2009-09-22 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Test equipment system and method for testing a component |
| JP2009216356A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Impact Engineering Laboratory | 高速発射装置 |
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| JP2014077763A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 衝撃試験装置及び衝撃試験方法 |
| CN106990001A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-28 | 华中科技大学 | 一种冲击能量控制及检测装置 |
| CN106990001B (zh) * | 2017-04-13 | 2019-05-03 | 华中科技大学 | 一种冲击能量控制及检测装置 |
| CN112834154A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-25 | 潍坊歌尔微电子有限公司 | 产品耐冲击力测试装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4029514B2 (ja) | 2008-01-09 |
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